Diagramme LCAO

[nooradrénaline]

Salutttt, 

J'ai besoin d'aide avec le chapitre sur les liaisons chimiques, et plus particulièrement les diagrammes LCAO. J'ai pas vraiment compris comment le remplir, dans quel ordre et selon quelle logique. Ducoup forcément c'est un peu galère de faire la suite, calculer l'ordre de liaison etc. 

Merci en avance à la personne qui me voudra bien me tirer du pétrin 

[MahelpMeDoc]

Alors alors, on va faire les choses bien. 

Déjà il faut revenir un peu sur quelque point avant LCAO (même si c'est pas nécessaire de comprendre comment ça fonctionnne). Dans une molécule (plusieurs atome), les différents atomes vont partager des Orbitale Atomique pour former des liaisons covalente par exemple. Ce rapprochement entraine un recouvrement qui va former deux Orbitales Moléculaires, une liante et une antiliante de plus forte énergie que la liante. (en soi faut pas le savoir ça mais ça aide pour la suite). Moi j'ai compris que si l'OM antiliante et l'OM liante était rempli les deux, alors yavait pas de liaison, ça s'annule quoi.

 

Donc pour détailler un peu, tu vas venir mettre de chaque côté, les différentes OA de l'atome en fonction de la couche, donc ici pour l'atome d'hydrogène, on a 1 orbitale atomique en couche 1 de type s avec un seul électron dedans. Puis au centre tu met les OM, la liante et l'antiliante caractérise par un * et comme dit plus haut parce qu'elle est de plus forte énergie que la liante.

Ensuite, quand tout est en place, tu va remplir les case du mileu en sachant que chaque case ne peut contenir que deux electrons et qu'il faut remplir du bas vers le haut, du faible énergétiquement au plus fort :

 

Ici, on a donc une moélcule de H₂ avec une liaison sigma (c'est comme ça pour les couche s). Mais on va maintenant voir un exemple plus complexe : O_2.

Donc c'est le même principe, juste il y a plus d'électrons en jeu : 

Juste nuance, c'est que déja la couche externe c'est 2 donc on ne montre même pas la couche 1s mais il ne faut oublier les deux électrons sinon ça déregle tout le diagramme. Mais pour éviter ce problème, juste refais la configuration électronique de l'atome à côté O : 1s² 2s² 2p⁴

Et aussi sur les sous-couche p, on a des OM π qui se rajoute à la sigma (je crois que c'est à cause de la géométrie des orbitales qui peuvent se recouvrir différement) mais retiens juste que liaison σ c'est recouvrement axial, tandis que liaison π c'est recouvrement latéral. Et la, c'est la même chose, on remplit les différentes cases avec les électrons qu'on a de bas en haut :

En soi visuellement, on voit qu'il y a une orbitale antiliante π remplie, et donc que la molécule O₂ possède une liaison σ et une liaison π, et surtout que la molécule existe bien !

 

Mais pour de la rigueur scientifique, il faut calculer l'ordre de liaison et c'est la continuité en soi : OL = (nbre electron liant - nbre electron antiliant) / 2

Il faut donc compter les électrons présents dans des cases liantes ou antiliante (*).

Ainsi pour la molécule O₂, on a OL = (8 - 4) / 2 = 2, ce qui veut dire 2 liaison entre les atomes d'oxygène, une σ et une π, c'est bien ce qu'on a trouvé.

Si jamais OL = 0, alors la molécule n'existe pas comme le Ne₂ dont tu peux faire le diagramme pour t'entraîner.

 

J'espère avoir été clair, mais si jamais, attend la réponse d'un tuteur ou va au TD 1 de chimie, je suis sur qu'il réexpliqueront ça.

Bref désole pour les dessins fait mains qui sont ignobles, donc va regarder ceux du prof qui sont clean si t'arrive à comprendre la logique.

Voila bon courage à nous !

[Aaronigashima]

Salut,

 

l'explication de @MahelpMeDoc est vraiment super, je rajouterai juste quelques petits points d'explication juste pour que ce soit plus clair sur certaines notions.

 

- Le fait que l'OM liante est plus basse en énergie que tes OA a la base et que l'OM anti liante est plus haute en energie que tes OA de base est fondamental il te faut le savoir pour reconnaitre quelle OM est liante et quelle OM est antiliante.

 

- Dans quel ordre le remplir : tu mets les electrons de la plus basse energie (la ou ils sont le plus stable) vers la plus haute energie (de bas en haut du diagramme), et quand tu enleves des electrons (quand on te demanderas le DOM de O^₂+ par exemple) tu les enleves de haut en bas.

 

13 minutes ago, MahelpMeDoc said:

Moi j'ai compris que si l'OM antiliante et l'OM liante était rempli les deux, alors yavait pas de liaison, ça s'annule quoi.

Exactement, l'OM antiliante est aussi appelée OM de dissociation ou d'instabilité, son rôle est de repousser les electrons et de faire que la liaison liante n'ait pas lieu d'etre.

 

16 minutes ago, MahelpMeDoc said:

Et aussi sur les sous-couche p, on a des OM π qui se rajoute à la sigma (je crois que c'est à cause de la géométrie des orbitales qui peuvent se recouvrir différement)

C'est ca, en gros les orbitales p peuvent etre decomposées en px, py et pz. Les px et py se recouvrent lateralement (forment des liaisons pi) alors que les pz et les s se recouvrent sur un plan axial (liaison sigma) c'est pour ca que pour les 2 p tu te retrouve avec 2 OM pi liantes et antiliantes (interaction px-px et py-py) et 1 OM sigma liante et antiliante (interaction pz-pz). Cette explication n'est pas a savoir mais aide a comprendre pourquoi on se retrouve avec des OM pi et des OM sigma quand on a interaction entre 2 OA p ensemble.

 

19 minutes ago, MahelpMeDoc said:

Ainsi pour la molécule O₂, on a OL = (8 - 4) / 2 = 2, ce qui veut dire 2 liaison entre les atomes d'oxygène, une σ et une π, c'est bien ce qu'on a trouvé.

Le nombre de liaison sigma et pi ne peut pas etre determine par l'ordre de liaison global, celui ci te donne juste le nombre de liaison au total sans te specifier combien de liaison sigma et pi sont presentes dans la molécule. Si tu veux savoir specifiquement combien tu as de liaison sigma et pi dans ta molecule il faut faire l'ordre de liaison specifique sigma et l'ordre de liaison specifique pi. L'ordre de liaison specifique sigma = (Nombre d'electrons en OM sigma liante - Nombre d'electrons en OM sigma antiliante)/2 et l'ordre de liaison specifique pi = (Nombre d'electrons en OM pi liante - Nombre d'electrons en OM pi antiliante)/2 . Evidemment quand tu fais OL specifique sigma + OL specifique pi tu obtiens ton OL global.

Je crois pas que cette nuance est a connaitre pour la PASS mais en gros tu peux pas determiner le nombre de liaisons sigma et pi avec la formule de l'OL global, tu peux juste determiner le nombre de liaisons tout court.

 

J'espere avoir été clair et ne pas vous avoir embrouillé, en tous ton explication @MahelpMeDoc était vraiment top !

Bon courage et avec plaisir !

[nooradrénaline]

@MahelpMeDoc et @Aaronigashima  Merci beaucoup vraiment , j'ai enfin compris! C'était super clair, que ce soit l'explication ou les petits points en plus. Vous me sauvez

 

Bonne fin de journée !